JP3059527B2

JP3059527B2 - インバータ装置

Info

Publication number: JP3059527B2
Application number: JP3143644A
Authority: JP
Inventors: 博之西野; 章雄奥出; 晃司山田; 幸男山中
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1991-06-15
Filing date: 1991-06-15
Publication date: 2000-07-04
Anticipated expiration: 2015-07-04
Also published as: JPH04368477A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直流電源を交流電力に
変換して負荷に供給するインバータ装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のインバータ装置を図５に
示す。このインバータ装置は、放電灯Ｌａを高周波点灯
する放電灯点灯装置として用いられたもので、電源端子
ａ，ｂ間に印加される直流電圧を平滑コンデンサＣ₀で
平滑した出力を電源として動作し、平滑コンデンサＣ₀
の両端に直列接続されたトランジスタからなるスイッチ
ング素子Ｑ₁，Ｑ₂を交互にオン，オフして、スイッチ
ング素子Ｑ₂の両端に接続された放電灯Ｌａを含む負荷
回路に高周波電力を供給している。

【０００３】この放電灯点灯装置においては、スイッチ
ング素子Ｑ₁，Ｑ₂には夫々直列にエミッタ抵抗Ｒ₁，
Ｒ₂を接続し、これらエミッタ抵抗Ｒ₁，Ｒ₂と夫々対
応するスイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂との直列回路の両端
に、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂のオン，オフ動作に伴
って発生する逆電流をバイパスするフライホイールダイ
オードＤ₁，Ｄ₂を接続してある。ここで、エミッタ抵
抗Ｒ₁，Ｒ₂は、スイッチング動作の安定化を図るため
に一般的に設けられるものであるが、場合によっては省
略することもできる。

【０００４】負荷回路は、放電灯Ｌａと、この放電灯Ｌ
ａのフィラメントの非電源側に並列接続されたコンデン
サＣ₂と、チョークコイルＬ₁とからなり、コンデンサ
Ｃ₂とチョークコイルＬ₁とで直列共振回路を構成して
あり、またコンデンサＣ₂は放電灯Ｌａの予熱用として
も機能している。但し、このコンデンサＣ₂を放電灯Ｌ
ａのフィラメントの電源側に並列に接続して、共振用と
してだけ用いる場合もある。そして、この負荷回路は直
流カット用のコンデンサＣ₁を介してスイッチング素子
Ｑ₂とエミッタ抵抗Ｒ₂との直列回路の両端に接続し、
放電灯Ｌａに直流電流成分が流れないようにしてある。
従って、コンデンサＣ₁はコンデンサＣ ₂よりも十分に
大きな容量とする場合が多い。なお、この放電灯点灯装
置の場合にはスイッチング素子Ｑ₂側に並列に負荷回路
を接続してあるが、スイッチング素子Ｑ₁側に並列に負
荷回路を接続することもできる。

【０００５】上記負荷回路にはさらに駆動トランスＴ₁
の１次巻線ｎ₁が直列に挿入され、この１次巻線ｎ₁に
流れる電流により２次巻線ｎ₂に誘起される電圧により
抵抗Ｒ₃を介してスイッチング素子Ｑ₁に順方向バイア
スをかけて（ベース電流を流して）オン，オフ制御する
構成になっている。つまり、スイッチング素子Ｑ₁はい
わゆる自励式でオン，オフ制御される。

【０００６】一方、スイッチング素子Ｑ₂は制御回路２
により他励式でオン，オフされる。制御回路２は、スイ
ッチング素子Ｑ₂のオン，オフのタイミングを制御する
タイミング回路３と、このタイミング回路３の出力でス
イッチング素子Ｑ₂をオン，オフ駆動するドライブ回路
４とで構成してある。タイミング回路３は、単安定マル
チバイブレータ５、インバータゲートＧ₁、可変抵抗Ｖ
Ｒ₁、抵抗Ｒ₇〜Ｒ₉及びコンデンサＣ₄，Ｃ₅からな
り、インバータゲートＧ₁に分圧抵抗Ｒ₇，Ｒ₈を介し
て入力されるスイッチング素子Ｑ₂のコレクタ電位に応
じて単安定マルチバイブレータ５にトリガ信号を与え、
単安定マルチバイブレータ５の出力でドライブ回路４を
駆動制御する。

【０００７】さらに具体的には、このタイミング回路３
では、分圧抵抗Ｒ₇，Ｒ₈を介してスイッチング素子Ｑ
₂のコレクタ電位がインバータゲートＧ₁に入力され、
コレクタ電位の立上り時点でコンデンサＣ₅を介して微
分波形のトリガ信号を単安定マルチバイブレータ５のト
リガ端子に入力する。トリガ信号が入力された単安定マ
ルチバイブレータ５は、トリガ信号の入力時点から可変
抵抗ＶＲ₁及びコンデンサＣ₄の時定数に応じた期間だ
け出力がハイレベルとなる。

【０００８】ドライブ回路４はトーテムポール接続され
たトランジスタＱ₃，Ｑ₄及び抵抗Ｒ₅で構成され、上
記単安定マルチバイブレータ５の出力がハイレベルとな
ったときに、抵抗Ｒ₆を介してトランジスタＱ₃にベー
ス電流が供給され、トランジスタＱ₃がオンとなって、
抵抗Ｒ₅を介してスイッチング素子Ｑ₂に順方向バイア
スをかけてオンとする。そして、単安定マルチバイブレ
ータ５の出力がローレベルであるときには、トランジス
タＱ₄に単安定マルチバイブレータ５の出力に電流を引
き込む方向のベース電流が流れ、これによりトランジス
タＱ₄がオンとなって、スイッチング素子Ｑ₂のベース
電流をバイパスさせてスイッチング素子Ｑ₂を確実にオ
フさせる構成としてある。

【０００９】ところで、上記構成の制御回路２の場合に
はスイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂がスイッチング動作を開
始しなければ動作を開始しない。そこで、電源の投入時
にまずスイッチング素子Ｑ₂をオンとしてスイッチング
素子Ｑ₁，Ｑ₂のスイッチング動作を開始させる起動回
路６を設けてある。この起動回路６は、抵抗Ｒ₄，コン
デンサＣ₃、双方向トリガ素子としてのダイアックＱ₅
及びダイオードＤ₃で構成してあり、電源投入時に抵抗
Ｒ₄を介して充電されるコンデンサＣ₃の両端電圧がダ
イアックＱ₅のブレークオーバ電圧に達すると、ダイア
ックＱ₅がオンとなってコンデンサＣ₃の充電電荷によ
りスイッチング素子Ｑ₂をオンとする起動電流（ベース
電流）を供給し、放電灯点灯装置の起動を行う。なお、
この起動電流によりスイッチング素子Ｑ₂が一旦オンす
ると、ダイオードＤ₃を介してコンデンサＣ₃の充電電
荷を放電し、以降放電灯点灯装置が正常に動作する限り
スイッチング素子Ｑ₂に起動電流が供給されない状態に
保たれる。

【００１０】上記制御回路２の電源である制御電源は電
源回路７で作成する。電源回路７は、抵抗Ｒ₁₀、コンデ
ンサＣ₆及びツェナダイオードＺＤ₁で構成してあり、
抵抗Ｒ₁₀を介して充電されるコンデンサＣ₁₀の両端電圧
をツェナダイオードＺＤ₁で安定化して制御電源を作成
している。上記放電灯点灯装置の動作を簡単に説明す
る。電源が投入されると、起動回路６によりスイッチン
グ素子Ｑ₂がオンとなる。このようにスイッチング素子
Ｑ₂がオンとなると、スイッチング素子Ｑ₂のコレクタ
電位がローレベルとなるので、これにより制御回路２の
単安定マルチバイブレータ５にトリガがかかり、このと
きの単安定マルチバイブレータ５の出力でドライブ回路
４がスイッチング素子Ｑ₂をオン状態に保持する。

【００１１】なお、上述のようにスイッチング素子Ｑ₂
がオンとなる前には、直流電源→抵抗Ｒ₄→ダイオード
Ｄ₄→駆動トランスＴ₁の１次巻線ｎ₁→チョークコイ
ルＬ ₁→コンデンサＣ₁→コンデンサＣ₂（放電灯Ｌ
ａ）の経路で流れる電流によりコンデンサＣ₁が充電さ
れる。従って、上述のようにスイッチング素子Ｑ₂がオ
ンとなると、上記コンデンサＣ₁の充電電荷を電源とし
て、コンデンサＣ₁→チョークコイルＬ₁→駆動トラン
スＴ₁の１次巻線ｎ₁→スイッチング素子Ｑ₂→エミッ
タ抵抗Ｒ₂→コンデンサＣ₂（放電灯Ｌａ）の経路で微
弱ながら電流が流れる。

【００１２】そして、単安定マルチバイブレータ５の出
力が一定時間後にローレベルとなり、ドライブ回路４に
よりスイッチング素子Ｑ₂がオフされると、駆動トラン
スＴ ₁の一次巻線ｎ₁に発生する逆起電力により２次巻
線ｎ₂にスイッチング素子Ｑ ₁をオンとする電圧が誘起
され、スイッチング素子Ｑ₁がオンとなる。このスイッ
チング素子Ｑ₁がオンとなると、直流電源→スイッチン
BR>グ素子Ｑ₁→エミッタ抵抗Ｒ₁→駆動トランスＴ₁
の１次巻線ｎ₁→チョークコイルＬ₁→コンデンサＣ₁
→コンデンサＣ₂（放電灯）の経路で電流が流れ、この
際に駆動トランスＴ₁の２次巻線ｎ₂に誘起されるスイ
ッチング素子Ｑ₁を順バイアスする電圧がスイッチング
素子Ｑ₁に正帰還され、スイッチング素子Ｑ₁は急速に
飽和状態となる。

【００１３】スイッチング素子Ｑ₁が飽和することによ
り、駆動トランスＴ₁の１次巻線ｎ ₁に流れる電流の増
加がなくなり、この際には駆動トランスＴ₁の２次巻線
ｎ₂にスイッチング素子Ｑ₁を逆バイアスする電圧が誘
起され、これによりスイッチング素子Ｑ₁のオン状態は
飽和状態からオフ方向に移行する。そして、この作用が
駆動トランスＴ₁の帰還によりさらに増長され、ついに
はスイッチング素子Ｑ ₁がオフとなる。

【００１４】このようにしてスイッチング素子Ｑ₁がオ
フとなっても、チョークコイルＬ₁に蓄積されたエネル
ギにより、それまでと同じ方向に電流を流すように作用
するので、このときにはチョークコイルＬ₁→コンデン
サＣ₁→コンデンサＣ₂（放電灯Ｌａ）→ダイオードＤ
₂→駆動トランスＴ₁の１次巻線ｎ₁の経路で電流が流
れる。このときにダイオードＤ₂がオンとなるので、ス
イッチング素子Ｑ₂のコレクタ電位は直流電源の負極電
位からダイオードＤ₂の順方向電圧を差し引いた電位ま
で引き下げられる。

【００１５】このようにスイッチング素子Ｑ₂のコレク
タ電位が引き下げられると、インバータゲートＧ₁の入
力がローレベルとなり、出力がハイレベルに反転するの
で、単安定マルチバイブレータ５にトリガがかかり、出
力がハイレベルとなる。よって、ドライブ回路４により
スイッチング素子Ｑ₂がオン可能状態となり、上記チョ
ークコイルＬ₁によるエネルギが放出され、ダイオード
Ｄ₂がオフとなった時点でスイッチング素子Ｑ₂がオン
となる。

【００１６】スイッチング素子Ｑ₂がオンとなると、コ
ンデンサＣ₁の充電電荷を電源として、コンデンサＣ₁
→チョークコイルＬ₁→駆動トランスＴ₁の１次巻線ｎ
₁→スイッチング素子Ｑ₂→エミッタ抵抗Ｒ₂→コンデ
ンサＣ₂（放電灯Ｌａ）の経路で電流が流れる。そし
て、単安定マルチバイブレータ５の可変抵抗ＶＲ₁及び
コンデンサＣ₄の時定数で決まる一定時間の経過後に、
スイッチング素子Ｑ₂がオフとなる。この際にはチョー
クコイルＬ₁に蓄積されたエネルギで、チョークコイル
Ｌ₁→駆動トランスＴ₁の１次巻線ｎ₁→ダイオードＤ
₁→直流電源→コンデンサＣ₂（放電灯Ｌａ）→コンデ
ンサＣ₁の経路でそれまでと同じ方向の電流が維持され
る。そして、チョークコイルＬ₁のエネルギが放出さ
れ、ダイオードＤ₁がオフする際に、駆動トランスＴ₁
の２次巻線ｎ₂に誘起される電圧がスイッチング素子Ｑ
₁をオンとする順バイアス状態になり、スイッチング素
子Ｑ₁がオンする。

【００１７】以降は、上述した動作を繰り返すことによ
り、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂が交互にオン，オフす
る。そして、上述の動作で放電灯Ｌａのフィラメントが
充分に予熱された時点において、チョークコイルＬ₁と
コンデンサＣ₂からなる共振回路によって放電灯Ｌａに
印加される高電圧で放電灯Ｌａが始動点灯される。上記
放電灯点灯装置の場合にはタイミング回路３の可変抵抗
ＶＲ₁を調節することにより、単安定マルチバイブレー
タ５のハイレベル期間を可変し、これによりスイッチン
グ素子Ｑ₂のデューティを変えて放電灯Ｌａに供給され
る電力を調整することができる。この出力制御により、
フィラメントの適正な予熱制御、始動制御あるいは調光
制御を容易に行える利点がある。

【００１８】しかし、その反面、放電灯点灯装置を電源
投入時に安定に動作させるためには、電源回路７から制
御回路２に予め制御電源を供給する必要があり、しかも
制御回路２の制御電源は比較的に低い電圧レベルの直流
電圧である必要があり、逆に放電灯点灯装置の主回路側
の電源の電圧が負荷としての放電灯Ｌａを駆動するに足
る高い電圧である必要があるため、図５に示す構成の電
源回路７であると、ドロッパ抵抗Ｒ₁₀での損失が大きく
なり、発熱を抑えるために形状の大きなものを使用しな
ければならない。

【００１９】その他の従来の放電灯点灯装置としては図
６に示すものがある。この放電灯点灯装置は特開昭６２
−２００６９３号公報で開示されたものである。この放
電灯点灯装置では、主回路の構成はほぼ上記図５の回路
と同じであるので、同一の構成に関しては図５の場合と
同一の符号を付して説明は省略し、この放電灯点灯装置
の特徴とする構成に関してのみ説明する。

【００２０】この放電灯点灯装置の場合には、駆動トラ
ンスＴ₁に第２の２次巻線ｎ₃を設け、この２次巻線ｎ
₃に誘起される電圧でスイッチング素子Ｑ₂をオン，オ
フ制御する構成になっており、スイッチング素子Ｑ₂の
ベースと直流電源の負極との間に接続された補助スイッ
チング素子Ｑ₆によりスイッチング素子Ｑ₂のオンデュ
ーティを可変する構成としてある。

【００２１】そして、上記トランジスタＱ₃をオン，オ
フ制御するバイアス電圧を印加するバイアス回路とし
て、放電灯Ｌａに直列に挿入されたカレントトランスＣ
Ｔ、整流ダイオードＤ₄、抵抗Ｒ₁₂を設けてある。つま
り、バイアス回路では、負荷回路に流れる電流によって
カレントトランスＣＴの２次巻線に誘起される電圧を、
ダイオードＤ₄で整流して補助スイッチング素子Ｑ₆の
バイアス電圧を作成してある。なお、このバイアス回路
で補助スイッチング素子Ｑ₆をオンするタイミングはス
イッチング素子Ｑ₂がオンとなる期間となっている。

【００２２】上記バイアス回路にはリレー接点などから
なるスイッチＳＷ₁が挿入され、このスイッチＳＷ₁の
オン，オフ状態を制御回路２’で制御して、補助スイッ
チング素子Ｑ₆のオン期間を調整し、スイッチング素子
Ｑ₂のオンデューティを可変設定するようにしてある。
なお、その他に放電灯Ｌａのフィラメントの電源側に並
列に共振用のコンデンサＣ₇を設けてある点が図５と異
なる。

【００２３】この放電灯点灯装置の主回路部の動作とし
ては、スイッチング素子Ｑ₂がオンの場合には駆動トラ
ンスＴ₁の２次巻線ｎ₃を介してスイッチング素子Ｑ₂
に正帰還がかかり、図５の回路のスイッチング素子Ｑ₁
と同様にしてスイッチング素子Ｑ₂が自励式でオン，オ
フする点が上記実施例の場合と異なる。そして、上述の
ようにしてスイッチング素子Ｑ₂がオンしているときに
負荷回路に流れる電流からバイアス回路が補助スイッチ
ング素子Ｑ₆のバイアス電圧を作成し、この際にスイッ
チＳＷ₁がオンであれば、補助スイッチング素子Ｑ₆が
オンとなり、スイッチング素子Ｑ₂に抵抗Ｒ₁₁を介して
駆動トランスＴ₁から供給されるベース電流を補助スイ
ッチング素子Ｑ₆がバイパスして、スイッチング素子Ｑ
₂をオフとする。

【００２４】つまり、この放電灯点灯装置の場合には、
スイッチＳＷ₁がオフの場合には、スイッチング素子Ｑ
₁，Ｑ₂は駆動トランスＴ₁及び抵抗Ｒ₁，Ｒ₂によっ
て設定された条件で自励式でオン，オフし、スイッチＳ
Ｗ₁をオン制御することで、補助スイッチング素子Ｑ₆
をオンしてスイッチング素子Ｑ₂のオン期間を短くし、
放電灯Ｌａに供給される電力を低減できる。

【００２５】この放電灯点灯装置の制御回路２’はスイ
ッチＳＷ₁を切り換えるだけのものであるので、その消
費電流は比較的に少なくて済み、電源回路７の抵抗Ｒ₁₀
として、高抵抗値のものを使用でき、抵抗Ｒ₁₀による損
失を少なくでき、形状の小さいものを用いることができ
る。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記放電灯
点灯装置の場合には、放電灯Ｌａに供給される電力を連
続的に可変するためには、スイッチＳＷ₁のオン期間を
連続的に可変する制御が必要であり、図５における放電
灯点灯装置のように、可変抵抗ＶＲ₁の抵抗値を連続的
に可変して、放電灯Ｌａに供給される電力を簡単に連続
的に可変することができない。つまりは、この放電灯点
灯装置は、図５の放電灯点灯装置に比べて制御性の面で
劣るという問題があった。

【００２７】本発明は上述の点に鑑みて為されたもので
あり、その目的とするところは、制御性に優れ、且つ制
御回路に制御電源を供給する電源回路における損失が少
なく、小形とできるインバータ装置を提供することにあ
る。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、直流電源と、この直流電源の両端に直
列接続された一対の主スイッチング素子と、上記主スイ
ッチング素子のいずれかの両端に接続された負荷及び共
振回路を含む負荷回路と、負荷回路に直列に接続され負
荷回路に流れる電流に応じた出力を各主スイッチング素
子の制御端子に正帰還して各主スイッチング素子を交互
にオン，オフさせる駆動トランスと、少なくともいずれ
か一方の主スイッチング素子に駆動トランスから供給さ
れる出力を遮断して主スイッチング素子のオン期間を調
整する補助スイッチング素子と、補助スイッチング素子
がオン期間を調整する主スイッチング素子がオンとなる
ことにより充電される充電要素を基に補助スイッチング
素子のオン，オフ制御を自在に行う制御回路と、この制
御回路にコンデンサの充電電荷を制御電源として供給す
る電源回路と、上記電源回路に主スイッチング素子のオ
ン，オフにより発生する出力の一部を限流すると共に整
流して電源回路のコンデンサに供給する限流整流回路と
を備えている。

【００２９】

【作用】本発明は、上述のように限流制御回路が主スイ
ッチング素子のオン，オフにより発生する出力の一部を
限流すると共に整流して電源回路のコンデンサに供給す
ることにより、制御回路の電源を作成するために降圧要
素を用いずに済み、このため損失を少なくできるように
し、これに伴い小形にできるようにしたものである。さ
らに、制御回路が補助スイッチング素子がオン期間を調
整する主スイッチング素子がオンとなることにより充電
される充電要素を基に補助スイッチング素子のオン，オ
フ制御を自在に行うことにより、負荷に供給する電力を
主スイッチング素子のオンデューティを調整して自在に
可変できるようにして、制御性が優れるようにしたもの
である。

【００３０】

【実施例】（実施例１）図１に本実施例の一実施例の概
略構成を示し、その具体回路の一例を図２に示す。本実
施例のインバータ装置も放電灯点灯装置として用いられ
たものであり、交流電源Ｖ_SをダイオードブリッジＤＢ
で全波整流し、この整流出力を平滑コンデンサＣ₀で平
滑して駆動電源を得ている。なお、ダイオードブリッジ
ＤＢの入力と交流電源Ｖ_Sとの間には電源スイッチＳＷ
₀を設けてある。

【００３１】本実施例の回路構成について以下に説明す
る。なお、本実施例の主回路部の構成はスイッチング素
子Ｑ₁，Ｑ₂を共に駆動トランスＴ₁により自励式でオ
ン，オフするものであり、スイッチング素子Ｑ₂のオン
期間を補助スイッチング素子Ｑ₆で制御することによ
り、放電灯Ｌａに供給される電力を調整可能となってい
る。つまり、この主回路部の構成は、図６の回路とほぼ
同じ構成となっている。従って、同一構成には同一符号
を付して説明は省略し、以下の説明では特徴とする部分
のみを説明する。

【００３２】図１中のＡは起動回路であり、図２に示す
ように図６と同様の構成の起動回路を用いてある。Ｃは
電源回路であり、コンデンサＣ₆及びツェナダイオード
ＺＤ ₁で構成してある。Ｂは限流整流回路であり、スイ
ッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂の発振により生じる電圧を用い
て電源回路ＣのコンデンサＣ₆の充電を行う。具体的に
は、図２に示すように、コンデンサＣ₈及びダイオード
Ｄ₅，Ｄ₆で構成してあり、コンデンサＣ₈が限流要
素、ダイオードＤ₅が整流要素として働き、ダイオード
Ｄ₆はコンデンサＣ₈の充電電荷を放電し、コンデンサ
Ｃ₈の限流要素としての機能を確実に確保するためのも
のである。Ｄは補助スイッチング素子Ｑ₆のオン，オフ
を制御することによりスイッチング素子Ｑ₂のオン期間
を調整して放電灯Ｌａに供給される電力を調整する駆動
回路である。Ｅはスイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂のオン，
オフ状態に応じて上記駆動回路Ｄを介して補助スイッチ
ング素子Ｑ₆をオンするタイミングを制御するタイミン
グ回路である。

【００３３】駆動回路Ｄは、図２に示すように、トラン
ジスタＱ₉、ダイオードＤ₇、コンデンサＣ₉及び抵抗
Ｒ₁₃〜Ｒ₁₅で構成してあり、駆動トランスＴ₁の２次巻
線に誘起される電圧をダイオードＤ₇及びコンデンサＣ
₉で整流平滑した電圧をトランジスタＱ₉の駆動電源と
して用いてある。これにより、制御回路２全体の消費電
力を小さくするようにしてある。しかも、このように構
成すれば、スイッチング素子Ｑ₂がオンするときだけ駆
動回路Ｄが働くことになり、補助スイッチング素子Ｑ₆
のオン時点をスイッチング素子Ｑ₂のオン可能時点に限
定することができる。

【００３４】タイミング回路Ｅは、オペアンプＯＰ₁、
トランジスタＱ₁₀，Ｑ₇、コンデンサＣ₁₀、可変抵抗Ｖ
Ｒ₂及び抵抗Ｒ₁₆〜Ｒ₁₉で構成してあり、オペアンプＯ
Ｐ₁は抵抗Ｒ₁₉及び可変抵抗ＶＲ₂の分圧電圧を基準電
圧とし、コンデンサＣ₁₀の両端電圧を比較するコンパレ
ータとして機能し、抵抗Ｒ₁₆を介して充電されるコンデ
ンサＣ₁₀の両端電圧が基準電圧を越えたときにオペアン
プＯＰ₁の出力がハイレベルとなり、駆動回路Ｄのトラ
ンジスタＱ₉をオンとし、補助スイッチング素子Ｑ₆を
オンにする。また、トランジスタＱ₁₀，Ｑ₇はスイッチ
ング素子Ｑ₂がオフ時点にはコンデンサＣ₇を放電状態
に保ち、スイッチング素子Ｑ₂がオンとなったときにコ
ンデンサＣ₇を充電させるためのものである。

【００３５】以下、本実施例の動作を説明する。いま、
電源が投入されて起動回路Ａによりスイッチング素子Ｑ
₂がオンされることにより、図６の回路動作で説明した
と同様にしてスイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂が発振動作を
開始する。この際のダイオードＤ₁，Ｄ₂の接続点の電
位は交流電源Ｖ_Sを整流平滑して得た直流電源の電圧と
ほぼゼロ電位をもつ矩形波電圧となる。

【００３６】ここで、上記ダイオードＤ₁，Ｄ₂の接続
点の電位が、直流電源電圧になったときに、コンデンサ
Ｃ₈及びダイオードＤ₅を介してコンデンサＣ₆が充電
され、コンデンサＣ₆は両端電圧がツェナダイオードＺ
Ｄ₁のツェナ電圧を上限とするまで充電され、このコン
デンサＣ₆の充電電荷が制御回路２の制御電源として用
いられる。このように本実施例ではドロッパ抵抗等の降
圧要素を含まない限流整流回路Ｂを介して電源回路Ｃの
コンデンサＣ₆を充電して制御電源を作成するので、装
置の高効率化、発熱の抑制、形状の小形化が図れる。な
お、上記ダイオードＤ₁，Ｄ₂の接続点の電位がほぼゼ
ロ電位であるときには、コンデンサＣ₈の充電電荷をス
イッチング素子Ｑ₂、抵抗Ｒ₄、ダイオードＤ₆の経路
で放電する。

【００３７】このようにして作成された制御電源が制御
回路２に与えられると、駆動回路Ｄ及びタイミング回路
Ｅが動作可能状態となる。制御電源が制御回路２に与え
られると、コンデンサＣ₇の両端に接続されているトラ
ンジスタＱ₁₀がオンとなり、コンデンサＣ₇の両端は短
絡される。その後に、スイッチング素子Ｑ₂がオンとな
ると、駆動トランスＴ₁の２次巻線ｎ₃にスイッチング
素子Ｑ₂を順バイアスする電圧が誘起されるので、この
電圧によりトランスＱ₅がオン可能状態となると共に、
トランジスタＱ₇がオンとなる。ここで、トランジスタ
Ｑ₇がオンとなると、トランジスタＱ₁₀がオフとなるの
で、コンデンサＣ₁₀は抵抗Ｒ₁₆を介して充電される。そ
して、このコンデンサＣ₁₀の両端電圧が基準電圧に達す
ると、オペアンプＯＰ₁の出力がハイレベルとなり、ト
ランジスタＱ₉がオンとなる。このトランジスタＱ₉の
オンにより補助スイッチング素子Ｑ₆がオンとなり、ス
イッチング素子Ｑ₂を強制的にオフとする。

【００３８】そして、駆動トランスＴ₁の２次巻線ｎ₃
に誘起される電圧がスイッチング素子Ｑ₂を逆バイアス
する電圧に反転した時点で、トランジスタＱ₉がオフと
なり、補助スイッチング素子Ｑ₆もオフとなる。このと
き、同時にトランジスタＱ₁₀がオンとなることにより、
コンデンサＣ₁₀の両端電圧が放電され、オペアンプＯＰ
₁の出力がローレベルとなり、初期状態に戻る。

【００３９】つまり、本実施例では抵抗Ｒ₁₉，可変抵抗
ＶＲ₂の分圧電圧である基準電圧を可変設定することに
より、補助スイッチング素子Ｑ₆をオンする期間を可変
することができ、これによりスイッチング素子Ｑ₂のオ
ン期間を可変して、放電灯Ｌａに供給される電力を調整
することができるのである。なお、このようにしてスイ
ッチング素子Ｑ₂のオンデューティを可変して放電灯Ｌ
ａに供給される電力を調整できる点は、特開昭６１−２
７１７９２号公報において開示された周知の方法である
ので、その原理に関する詳細な説明は省略する。また、
上記動作以外は図６で説明したと同様にしてスイッチン
グ素子Ｑ₁，Ｑ₂は交互にオン，オフされる。

【００４０】（実施例２）図３に本発明の他の実施例を
示す。本実施例では、チョークコイルＬ₁に２次巻線ｎ
₄を設け、この２次巻線ｎ₄に誘起される電圧で電源回
路ＣのコンデンサＣ₆を充電するようにしたもので、上
記２次巻線ｎ₄とダイオードＤ₈で限流整流回路Ｂを構
成してある。また、図２における補助スイッチング素子
Ｑ₆のオン，オフ制御電圧を、ダイオードＤ₁，Ｄ₂の
接続点から得るようにしてあり、このためタイミング回
路ＥにトランジスタＱ₈及び抵抗Ｒ₂₀〜Ｒ₂₂を付設して
ある。なお、本実施例の場合の動作は実施例１と全く同
じとなるので、説明は省略する。

【００４１】（実施例３）図４に本発明のさらに他の実
施例を示す。本実施例は、実施例１の回路においてスイ
ッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂の両側に補助スイッチング素子
Ｑ₆₁，Ｑ₆₂を設けたものであり、このため夫々の補助ス
イッチング素子Ｑ₆₁，Ｑ₆₂を夫々オン，オフ制御する駆
動回路Ｄ₁₁，Ｄ₁₂を設けたものである。ここで、夫々の
駆動回路Ｄ ₁₁，Ｄ₁₂は実施例１の駆動回路Ｄと同じ構成
となっている。また、タイミング回路Ｅは、夫々の駆動
回路Ｄ₁₁，Ｄ₁₂への出力はスイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂
がオン可能となる期間に与えられる構成としてあること
は言うまでもない。さらに、補助スイッチング素子Ｑ₆₂
のエミッタ電位は浮いた状態にあるので、タイミング回
路Ｅの出力はレベルシフト回路Ｆを介して駆動回路Ｄ₁₂
に与えられている。

【００４２】本実施例の場合にはスイッチング素子
Ｑ₁，Ｑ₂の両方のオン期間を可変することができるの
で、オンデューティ制御による放電灯Ｌａへの電力調整
以外に、いわゆる周波数制御を行うことも可能となり、
オンデューティ制御と周波数制御とを組み合わせて多様
な制御が可能となる。なお、ダイオードＤ₉及びコンデ
ンサＣ₁₁は駆動回路Ｄ₁₂の駆動電源を作成する回路であ
る。

【００４３】

【発明の効果】本発明は上述のように、直流電源と、こ
の直流電源の両端に直列接続された一対の主スイッチン
グ素子と、上記主スイッチング素子のいずれかの両端に
接続された負荷及び共振回路を含む負荷回路と、負荷回
路に直列に接続され負荷回路に流れる電流に応じた出力
を各主スイッチング素子の制御端子に正帰還して各主ス
イッチング素子を交互にオン，オフさせる駆動トランス
と、少なくともいずれか一方の主スイッチング素子に駆
動トランスから供給される出力を遮断して主スイッチン
グ素子のオン期間を調整する補助スイッチング素子と、
補助スイッチング素子がオン期間を調整する主スイッチ
ング素子がオンとなることにより充電される充電要素を
基に補助スイッチング素子のオン，オフ制御を自在に行
う制御回路と、この制御回路にコンデンサの充電電荷を
制御電源として供給する電源回路と、上記電源回路に主
スイッチング素子のオン，オフにより発生する出力の一
部を限流すると共に整流して電源回路のコンデンサに供
給する限流整流回路とを備えたものであり、限流制御回
路が主スイッチング素子のオン，オフにより発生する出
力の一部を限流すると共に整流して電源回路のコンデン
サに供給することにより、制御回路の電源を作成するた
めに降圧要素を用いずに済み、このため損失を少なくで
き、これに伴い小形にできる。さらに、制御回路が補助
スイッチング素子がオン期間を調整する主スイッチング
素子がオンとなることにより充電される時定数を調整自
在な充電要素を基に補助スイッチング素子のオン，オフ
制御を行うことにより、負荷に供給する電力を主スイッ
チング素子のオンデューティを調整して自在に可変で
き、制御性に優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略構成を示す回路図であ
る。

【図２】同上の具体回路図である。

【図３】他の実施例の概略構成を示す回路図である。

【図４】さらに他の実施例の概略構成を示す回路図であ
る。

【図５】従来例の回路図である。

【図６】他の従来例の回路図である。

【符号の説明】

２制御回路Ｂ限流整流回路Ｃ電源回路Ｅ直流電源Ｑ₁，Ｑ₂ スイッチング素子Ｑ₆ 補助スイッチング素子Ｌａ放電灯Ｌ₁ チョークコイルＣ₂，Ｃ₆，Ｃ₇ コンデンサＴ₁ 駆動トランスＯＰ₁ オペアンプＶＲ₂ 可変抵抗Ｒ₁₁，Ｒ₁₆ 抵抗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山中幸男大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (56)参考文献特開平３−49569（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02M 7/48 H02M 7/5387 H05B 41/392

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電源と、この直流電源の両端に直列
接続された一対の主スイッチング素子と、上記主スイッ
チング素子のいずれかの両端に接続された負荷及び共振
回路を含む負荷回路と、負荷回路に直列に接続され負荷
回路に流れる電流に応じた出力を各主スイッチング素子
の制御端子に正帰還して各主スイッチング素子を交互に
オン，オフさせる駆動トランスと、少なくともいずれか
一方の主スイッチング素子に駆動トランスから供給され
る出力を遮断して主スイッチング素子のオン期間を調整
する補助スイッチング素子と、補助スイッチング素子が
オン期間を調整する主スイッチング素子がオンとなるこ
とにより充電される充電要素を基に補助スイッチング素
子のオン，オフ制御を自在に行う制御回路と、この制御
回路にコンデンサの充電電荷を制御電源として供給する
電源回路と、上記電源回路に主スイッチング素子のオ
ン，オフにより発生する出力の一部を限流すると共に整
流して電源回路のコンデンサに供給する限流整流回路と
を備えて成ることを特徴とするインバータ装置。